راهکارهای انتقال صدا بر روی شبکه 
انتقال صدا تحت شبکه یکی از مهمترین کاربردهای شبکه‌های سازمانی و اینترنتی است. در دنیای امروز داشتن ارتباطات در لحظه ویدئویی و صوتی تبدیل به یک موضوع متداول و پر تقاضا شده است و راهکارهای بسیار متنوعی برای انتقال صدا و تصویر از طریق شبکه‌های کامپیوتری ابداع و ارائه شده است.


در این جا ما به بررسی روش‌های انتقال صدا از طریق شبکه و اینترنت می‌‌پردازیم و به ماهیت آن پی می‌‌بریم. پس اگر به روش انتقال صدا تحت شبکه علاقمند هستید، حتما تا به انتها بخوانید.


چطور باید صدا را انتقال داد؟
یکی از چالش‌های جدید برای بشر انتقال صدا از یک مکان به مکان دور دست دیگر بود. ابداعی که توسط گراهام بل با اختراع تلفن حل شد. روشی که گراهام بل در سال 1875 ابداع کرد به عنوان «روش آنالوگ» شناخته می‌‌شود. این روش از راهکار بسیار ساده اما ابتکاری برای ارتباط صدا بر روی شبکه استفاده می‌‌کند در این روش لرزش‌های مکانیکی یک صفحه بر روی یک مدار مغناطیسی سبب ایجاد امواج الکترومغناطیسی می‌‌شود، این امواج با استفاده از چند سیستم تقویت کننده ، تقویت شده و سپس از طریق شبکه کابلی به سوی دیگر ارسال می‌‌شود. دقیقاً چنین روشی به صورت بر عکس تکرار شده و امواج الکترومغناطیسی تبدیل به حرکات مکانیکی یک پرده تولید صدا شده و صدا تولید می‌‌شود.


روش کار در روش ابداعی گراهام بل بسیار ساده و در عین حال بسیار مبتکرانه است. اما هر روش ضعف‌های خود را دارد.
مشکل سیستم‌های انتقال صدا به صورت آنالوگ آن است که نمی‌توانند به خوبی صدا را ضبط کند. همچنین انتقال صدا به فواصل دور با مشکل میرایی امواج الکترومغناطیسی روبرو است. در عین حال گسترش چنین شبکه‌ای واقعا به هزینه، پیچیدگی مهندسی و در عین حال انرژی بالایی نیاز دارد. (به عنوان یک تجربه شخصی در شبکه‌های تلفن قدیمی، اگر در تهران بودید و با یک شخص در مشهد صحبت می‌‌کردید، مجبور بودید تقریباً در تمام مکالمه داد بزنید تا سوی دیگر بتواند صدای واضحی از شما را درک کند! می‌‌توانم بگویم که کار با شبکه تلفن راه دور به صورت آنالوگ اصلا تجربه خوشایندی نبود).


سال‌ها گذشت تا اولین ابداع دیجیتالی در سال 1959 ارائه گردید. دنیای ابداعات دیجیتالی بسیار زود همه صنایع را تحت تاثیر خود قرار داد و انتقال صدا از شبکه هم یکی از این موارد بود. در کمتر از چند سال ما اولین میکروفن‌های دیجیتالی را در بازار مشاهده کردیم و با گذشت کمتر از دو دهه اولین رایانه‌های قابل استفاده شخصی به بازار عرضه شدند. شبکه‌های کامپیوتری نیز با فاصله کمتر از هشت سال در 1960 تحت یک پروژه نظامی با محوریت انتقال دیجیتالی ایجاد شد.


ظرف کمتر از 4 دهه از سال 1960 تا سال 2000 بنیاد ارتباطات دیجیتالی ما را وارد عصر ارتباطات کرد و انتقال تصویر و صدا از طریق اینترنت و شبکه تبدیل به یک کار روزمره شد. امروزه با گذشت شش دهه از اولین راه‌اندازی تزانزستور آزمایشگاهی ما توانسته‌ایم به دنیای ابر کامپیوترهای کوانتومی برسیم.

 


انتقال صدا تحت شبکه
انتقال صدا تحت شبکه که به عنوان «فناوری VOIP (برگرفته از عبارت Voice over Internet Protocol)» شناخته می‌‌شود. این فناوری ترکیبی از دو فناوری زیر مجموعه است:


•    فناوری تبدیل صدا به کدهای دیجیتالی: در این فناوری صدا از طریق وسایل صدا برداری به امواج الکترومغناطیسی و سپس کدهای دیجیتالی تبدیل می‌‌گردد. پس از ارسال بر روی شبکه و رسیدن به دست شنونده، فراینده معکوس انجام شده و کدهای دیجیتالی تبدیل به امواج الکترومغناطیسی و سپس امواج صوتی می‌‌شود. تمایز در این روش با روش آنالوگ آن است که در اینجا امواج الکترومغناطیسی بلافاصله تبدیل به کدهای دیجیتالی (صفر و یک) می‌‌شود و به همین خاطر بدون افت کیفیت می‌‌توان آن را در فاصله‌های بلند ارسال و دریافت کرد.


•    فناوری شبکه: در فناوری شبکه کدهای دیجیتالی توسط انواع گوناگونی از ابزارها مانند سوئیچ، سرورها و کارت‌های شبکه انتقال داده می‌‌شود. مزیت اصلی شبکه‌های مبتنی بر فناوری دیجیتالی آن است که در اینجا با افت امواج (به مانند رفتاری که در شبکه‌های آنالوگ شاهد بودیم) مواجه نیسیتم. همچنین با استفاده از فناوری IP (Internet Protocol) می‌‌توانید به راحتی جریان داده بر روی شبکه را مدیریت کنیم و همین امر قابلیت‌های ما را برای انتقال صدا از طریق اینترنت و یا انتقال صدا در بستر شبکه را افزایش می‌‌دهد.


چطور صدا را در شبکه مدیریت کنیم؟
انتقال صدا از طریق اینترنت به مانند انتقال سایر داده‌ها صورت می‌‌گیرد. در این روش باید روند کاری زیر انجام شود:
1-    یک دستگاه گیرنده (در اینجا می‌‌تواند تلفن و یا میکروفن) باید امواج حسی (در اینجا امواج صوتی گوینده) را تبدیل به کدهای دیجیتالی کند. این کدها بن مایه سایر ارتباطات بعدی خواهد بود.


2-    کدهای دیجیتالی ایجاد شده نیازمند اضافه شدن دو قسمت سرواره (Header) و ته‌واره (Footer) هستند با اضافه شدن این بخش پک‌های داده (Data packs) برای انتقال داده‌ها بر روی شبکه ساخته می‌‌شوند. قسمت سرواره اطلاعاتی نظیر مقصد، مسیر، منبع و نیز حجم کلی کدهای دیجیتالی را مشخص می‌‌کند و در قسمت Footer سایر پروتکل‌های امنیتی و متاداده‌ها قرار می‌‌گیرند. برای آنکه کدهای دیجیتالی صدا بر روی شبکه انتقال داده شوند، آن‌ها باید در بسته‌های داده کوچک شکسته شوند و سپس با اضافه شدن سرواره و تهواره آدرس‌دهی شده و به سمت مقصد ارسال شوند. در واقع چیزی که ما در یک فرایند ارسال صوت در شبکه می‌‌شناسیم ترکیبی از هزاران و شاید میلیون بسته داده کوچک هست که به مانند بسته‌های پستی از سمت ارسال کننده به سمت گیرنده روانه می‌‌شوند.


3-    سیستم شبکه بسته‌های دریافتی را بر اساس اطلاعاتی که در سرواره وجود دارد به سمت یک آدرس مشخص (IP Address) ارسال می‌‌کند. هر بسته از یک ترکیب 16 یا 32 شماره‌ای برای معرفی منبع و مقصد خود استفاده می‌‌کنند. در اینجا روترها، سوئیچ‌ها و سرورها این سرواره‌ها را خوانده و بسته‌های داده را به مقصد می‌‌رسانند. در زمان ارسال ساده این کار به صورت پیوسته و در عرض میلیونیوم ثانیه انجام می‌‌شود تا ما یک جریان صوتی همزمان (مانند زمانی که با تلفن صحبت می‌‌کنیم) را در اختیار داشته باشیم. 


4-    در سمت دریافت کننده بعد از دریافت بسته‌های داده، بر اساس سرواره ترتیب بسته‌ها بار دیگر مرتب می‌‌شود و سپس یک فایل صوتی پیوسته ایجاد شده و با کمک اطلاعات کدهای دیجتیالی آن و نیز اطلاعات اضافه در ته واره آن صدا پخش می‌‌شود.
مدیریت انتقال صدا تحت شبکه قابلیت‌های بسیار زیادی به کاربران می‌‌دهد که در ادامه به بررسی آن‌ها می‌‌پردازیم.


مزیت انتقال صدا تحت شبکه چیست؟
اولین نکته‌ای که در بالا هم به آن اشاره شد آن است که صدا در فناوری VOIP در ابتدا به کدهای دیجیتالی تبدیل می‌‌شود. کدهای دیجیتالی سبب می‌‌شود که کیفیت صدا در همه جا با همان کیفیتی که در سمت ارسال کننده ارسال شده است باشد. این اولین مزیت سیستم‌های VOIP و یا همان انتقال صدا در شبکه است و با کمک آن می‌‌توانید صدایی با کیفیت را در همه بخش‌های شبکه داشته باشیم.


بر خلاف سیستم آنالوگ که با افزایش طول، امواج دچار میرایی و افت می‌‌شدند، در شبکه دیجیتالی افزایش طول هیچ مشکلی را در کیفیت انتقال صدا روی شبکه ایجاد نمی کند (البته ممکن سبب ایجاد پارازیت و یا گم شدن بسته‌های داده (Packet lost) شود که بسیار کم اهمیت است).
دومین مزیت انتقال صدا از طریق شبکه «مدیریت پذیر» بودن این فرایند است. برای مثال فرض کنید که ما یک سیستم پیجینگ را در اختیار داریم. این سیستم این قابلیت را به ما می‌‌دهد که بتوانیم یک صدای با کیفیت را در برخی از اسپیکرها پخش کنیم (برای مثال در یک بخش از بیمارستان افراد را فراخوان کنیم، در حالی که در بخش دیگر سکوت برای استراحت بیماران برقرار است). مدیریت پذیر بودن به کاربران شبکه این امکان را می‌‌دهد که بتواند انتقال صدا تحت شبکه را به خوبی کنترل کنند. برای مثال با این شیوه می‌‌توان کنفرانس‌های صوتی برگزار کرد، از چندین سیستم پیجینگ در کنار هم استفاده کرد و یا آنکه سیستم‌های پخش پیام هشدار و یا اعلام پیام را در کنار سایر سیستم‌های شبکه در اختیار گرفت.


سومین مزیت انتقال صدا از طریق شبکه «مقیاس پذیری» است. در سیستم‌های صوتی آنالوگ، گسترش شبکه هزینه‌های سنگینی را می‌‌طلبد، کیفیت صدا هم تضمین شده نیست و در نتیجه کار می‌‌تواند به یک شبکه پیچیده، با مدیریت پذیری پائین و با کیفیت غیر قابل قبول منجر شود. اما سیستم‌های دیجیتالی این امکان را به ما می‌‌دهند که بتوانیم انتقال صدای تحت شبکه را به هر میزان که می‌‌خواهیم گسترش دهیم. برای مثال اگر شما در ابتدای کار از یک سیستم کوچک برای سازمان کوچک استفاده کنید و سپس شبکه شما گسترش پیدا کند و به یک شبکه بزرگتر نیاز داشته باشید، شبکه‌های دیجیتالی به راحتی این قابلیت را در اختیار شما می‌‌گذارند، اضافه شدن کاربرها، اسپیکرها و یا بخش‌بندی کار نیز به راحتی انجام می‌‌شود.


آینده انتقال صدا از طریق شبکه
در ظرف شش دهه گذشته ما به پیشرفت‌های شگفت انگیزی در زمینه توسعه شبکه‌های دیجیتالی رسیده ایم. اکنون انتقال صدا در بستر شبکه و انتقال صدا در اینترنت تبدیل به یک خدمت معمول شده است. اما قطعا این موضع در این سطح باقی نخواهد ماند. با رشد شبکه‌های کامپیوتری ماهواره‌ای ما به سطح بالاتری از تماس‌های در لحظه صوتی دست پیدا خواهیم کرد. سیستم‌های صدا برداری کیفیت فوق‌العاده ای را ظرف چند سال اخیر داشته‌اند و این افزایش کیفیت در آینده نیز ادامه پیدا خواهد کرد. همچنین کیفیت پخش صدای با کیفیت، انجام کنفرانس‌های صوتی، تبدیل صدا به نوشته و یا درک دستورات صوتی کاربر نیز در آینده پیشرفت‌های بیشتری خواهند داشت. شاید در آینده نیازی به بسیاری از کارهای کنونی نباشد و با صحبت با یک ربات (چیزی که امروزه نیز وجود دارد اما در مقیاس محدود) تمام کارهایمان را بتوانیم سازماندهی کنیم.

 

برای مطالعه بیشتر مقالات پیجینگ و تجهیزات پیجینگ به لینک های زیر مراجعه کنید:

محاسبه افت صدا در کابل برای سیستم های ولتی  و کابل سیستم پیجینگ

انتقال صدا بر بستر شبکه

 مقایسه اینترکام و تلفن

خرید سیستم پیجینگ

قیمت سیستم پیجینگ

طراحی سیستم پیجینگ

سیستم صوتی تحت شبکه